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柑橘木虱(Diaphorina citri Kuwayama)主要危害柑橘等芸香科植物,几乎遍布绝大多数柑橘种植区,是柑橘毁灭性病害柑橘黄龙病的传播媒介。目前尚未发现有效的防治柑橘黄龙病的方法,因此控制柑橘黄龙病发生和传播最现实的方法是利用杀虫剂控制其媒介昆虫柑橘木虱的种群数量,来抑制黄龙病的传播。然而,长期大量不合理的使用化学杀虫剂使柑橘木虱对目前常用化学杀虫剂产生了严重的抗药性。并且对于柑橘木虱抗药性机理的研究相对较少。据此,本学位论文以柑橘木虱为研究对象,通过生物测定确定了我国广东地区柑橘木虱田间种群对杀虫剂的敏感性,并从田间种群中获得相关杀虫剂抗性种群。然后,利用转录组测序技术获得了柑橘木虱转录组信息,鉴定分析与杀虫剂抗性相关的解毒酶基因,并采用RT-PCR进行克隆后运用荧光定量PCR技术对解毒酶基因在柑橘木虱敏感和抗性种群的中的表达量进行了分析,进一步对差异表达的基因进行功能验证,同时解析了这些差异表达基因在不同药剂胁迫及诱导条件下的表达模式及功能验证。研究结果对于全面揭示柑橘木虱解毒代谢机制及其介导的抗药性机制具有重要的理论意义,为柑橘木虱田间抗药性治理策略的制订提供科学的理论指导。主要研究结果如下:(1)采用叶碟浸叶法测定广东地区四个柑橘木虱田间种群(增城、惠州、清远和从化)对9种常用杀虫剂的抗药性水平。结果显示,与敏感种群相比,增城种群对吡虫啉和呋虫胺的抗性倍数分别为15.12和6.16倍。清远种群对联苯菊酯和噻虫嗪抗性倍数分别为4.16和6.04倍。惠州种群对毒死蜱和高效氯氟氰菊酯的抗性倍数分别为6.47和4.78倍。四个柑橘木虱种群对噻虫胺、啶虫脒和溴虫腈仍为敏感水平。通过诊断剂量(LC95)在第二年进行测定。结果发现,柑橘木虱对上述杀虫剂的抗药性特征仍未改变,但对吡虫啉的抗性增强。(2)利用生物测定法测定了胡椒基丁醚(PBO)、磷酸三苯酯(TPP)和顺丁烯二酸二乙酯(DEM)对吡虫啉的增效作用,结果显示,TPP和PBO在增城种群中有显著的增效作用,增效比分别为2.46和3.84倍。同时也表明了细胞色素P450氧化酶和酯酶在其对吡虫啉的抗药性形成过程中发挥了重要作用。进一步分析柑橘木虱敏感和四个田间种群解毒酶活力发现,田间种群谷胱甘肽S-转移酶的活性除清远种群外与敏感种群相比都没有明显的差异。然而,当α-萘酚为底物时,增城和惠州种群的酯酶比活力分别是敏感种群的3.18和2.71倍。当β-萘酚为底物时,清远和惠州种群酯酶的比活力都是敏感种群的三倍以上。增城、惠州和清远种群的细胞色素P450氧化酶的比活力分别是敏感种群的2.09、1.60和1.56倍。结合增效剂的增效作用和解毒酶活力测定结果表明,细胞色素P450氧化酶和羧酸酯酶活力的增强是柑橘木虱对杀虫剂产生抗药性的重要生化机制,并且谷胱甘肽S-转移酶的作用较小,特别是对吡虫啉。(3)利用柑橘木虱转录组数据搜寻解毒酶基因,并根据其它已报道的与抗药性相关的解毒酶基因,获得16条P450s、8条GSTs和6条Car Es基因的转录本。继而采用RT-PCR技术成功克隆出这30条解毒酶基因的c DNA片段。同时用吡虫啉通过浸叶法对增城种群连续的进行汰选,经过9代的连续汰选后,柑橘木虱对吡虫啉产生了52.19倍的抗性,作为抗性种群。利用荧光定量PCR技术测定这30个解毒酶基因在抗性和敏感种群中的表达量差异。结果表明,在抗性种群中10个P450s基因,6个GSTs基因和4个Car Es基因的表达显著上调。其中CYP4g15、CYP303A1、CYP4C62、CYP6BD5、GSTS1和EST-6基因的相对表达量在吡虫啉抗性种群中中等过表达(>5倍)。这些结果表明中等上调的6个解毒酶基因可能在柑橘木虱对吡虫啉的抗药性形成过程中起到了重要的作用。(4)以喂食不同基因的ds RNA进行RNA干扰。结果表明,当ds RNA的浓度为100μg m L-1时,CYP4g15、CYP303A1、CYP4C62、CYP6BD5、GSTS1和EST-6基因的表达量与对照相比分别下降了71.5%、50.9%、46.7%、60.6%、72.1%和56.6%。同时吡虫啉处理后柑橘木虱的死亡率也明显上升。由此表明,喂食ds RNA可以有效地沉默相应的解毒酶基因,并降低其对吡虫啉的抗药性,进一步说明了这6个解毒酶基因参与了柑橘木虱对吡虫啉抗药性的形成。(5)利用常用杀虫剂毒死蜱,高效氯氟氰菊酯,联苯菊酯,啶虫脒,呋虫胺,噻虫胺,噻虫嗪和溴虫腈对柑橘木虱成虫进行不同剂量的诱导。结果表明,对于新烟碱类杀虫剂,6个解毒酶基因都有不同程度的显著诱导作用,其中CYP4C62和GSTS1基因的表达量上调最为显著。当用不同浓度的噻虫嗪处理后,CYP4g15基因的表达也最显著上调。对于经拟除虫菊酯类杀虫剂诱导后结果表明,六个解毒酶基因的表达量显著的上调,并且CYP4C62和GSTS1基因的表达量上调最为显著。当用高效氯氟氰菊酯的浓度为0.5 mg L-1处理时,CYP4C62基因的表达量是对照的13.61倍。当用联苯菊酯的浓度为1 mg L-1处理时,GSTS1基因的表达量是对照的8.69倍。对于经毒死蜱诱导后结果表明,CYP4C62和GSTS1基因的表达量显著上调。当溴虫腈的浓度为2 mg L-1处理后,CYP4g15基因的表达增加了13.52倍。当溴虫腈的浓度为5 mg L-1处理后,CYP303A1基因的表达增加了13.49倍。通过RNAi进一步对这些明显上调的基因进行功能验证。结果表明,CYP4C62基因也涉及到柑橘木虱对噻虫胺、噻虫嗪、啶虫脒和毒死蜱的抗性;GSTS1基因也涉及到柑橘木虱对噻虫胺和噻虫嗪的抗性;同时EST-6基因也涉及到柑橘木虱对呋虫胺的抗性;CYP4g15基因也涉及柑橘木虱对溴虫腈的抗性。